Anwendung von Pilzmelanin zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit von Holz gegen Holz zerstörende Pilze

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: WHFF 2014.02

Schlüsselwörter (Deutsch)

Holz
Konstruktion
Holzprodukte
Fassade Gebäude

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Melanine sind strukturell heterogene Makromoleküle, die durch oxidative Polymerisation indolischer oder phenolischer Komponenten gebildet werden und in diversen Organismen aller biologischen Reichen vorkommen. Unter Pilzen ist die Fähigkeit zur Melaninbiosynthese weit verbreitet und ermöglicht ihnen die Überdauerung widriger Umwelteinflüsse. Durch komplexe chemische Eigenschaften, insbesondere die Fähigkeit zur Absorption elektromagnetischer Wellen und die daraus resultierende photoprotektive Wirkung, ermöglicht Melanin verschiedenen Mikropilzen die Anpassung an extreme Habitate – von der antarktischen Kältewüste bis zu den nuklear verseuchten Reaktorruinen von Chernobyl. Dieselben Eigenschaften bedingen ein hohes Potential zur Verwendung von Melanin in verschiedenen Bereichen der Biotechnologie. Aus diesem Grund besteht großes Interesse an der Nutzung geeigneter Mikroorganismen zur Produktion von Melanin, in der Regel mittels Biotransformation von Tyrosin.
In der vorliegenden Arbeit wurden Versuche zur Melaninproduktion mithilfe verschiedener Pilzarten in Flüssigkultur unternommen. Dabei wurden die besten Ergebnisse mit Arten der Gattung Armillaria in Kulturen mit tyrosinhaltigem Nährmedium erzielt, wobei Melaninkonzentrationen bis 28 g/l im Kulturüberstand erreicht werden konnten. Es wurden explorative Untersuchungen zur Optimierung der Kulturbedingungen durchgeführt und mögliche Einflussfaktoren, die Melaninsynthese betreffend, identifiziert. Die Produktionsleistung weist jedoch starke Schwankungen auf, weshalb weiterführende Versuche zur Optimierung des Produktionsprozesses notwendig sind.
Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Anwendbarkeit von Melanin aus Armillaria Kulturen als Bestandteil kupferbasierter Holzschutzmittel getestet. Eine wachstumshemmende Wirkung von Melanin auf holzzerstörende Basidiomyceten konnte dabei nicht nachgewiesen werden. Auch eine positive Wirkung von Melanin auf die Grenzen der Wirksamkeit von Kupfersulfat kann durch die vorliegenden Ergebnisse nicht belegt werden. Um das Anwendungspotential von Melanin im Holzschutz durch eine verbesserte Bindung von Kupfersulfat an Holz abschließend zu beurteilen, sind daher weitere Untersuchungen und eine Optimierung des Applikationsverfahrens erforderlich.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Schlussbericht - Empa - Anwendung von Pilzmelanin zur Erhöhung der Dauerhaftigkeit von Holz gegen Holz zerstörende Pilze [PDF] 1'918 kB